Ένας επιστήμονας διατροφής από το Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης στο Άμχερστ, ο οποίος έχει αφιερώσει την καριέρα του μελετώντας το μητρικό γάλα, έχει δείξει πώς τα ωφέλιμα μικρόβια στο έντερο των βρεφών χρησιμοποιούν το άζωτο από το ανθρώπινο γάλα για να υποστηρίξουν τη διατροφή και την ανάπτυξη των παιδιών.
«Τα μόρια στο μητρικό γάλα όχι μόνο θρέφουν το μωρό, αλλά και το μικροβίωμα του μωρού», λέει ο David Sela, αναπληρωτής καθηγητής επιστήμης τροφίμων και διευθυντής του Κέντρου Τροφίμων για την Υγεία και την Ευεξία Fergus M. Clydesdale. «Αυτό άλλαξε τον τρόπο που οι άνθρωποι σκέφτονται για τον ρόλο του ανθρώπινου γάλακτος στη διατροφή των βρεφών».
Τα μικρόβια που τρέφονται με μητρικό γάλα παίζουν βασικούς ρόλους στην ανάπτυξη ενός βρέφους, από την ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού και του πεπτικού συστήματος έως την υποβοήθηση στην ανάπτυξη του εγκεφάλου. Οι μοριακές βάσεις αυτών των διεργασιών, ωστόσο, δεν είναι καλά κατανοητές.
Πριν από μια δεκαετία, ο Sela και η ομάδα του παρατήρησαν ότι το Bifidobacterium infantis, ένα ευεργετικό βακτήριο που αποικίζει το βρεφικό έντερο, είχε την ικανότητα να αποικοδομεί την ουρία, ένα μόριο που τα θηλαστικά εκκρίνουν ως απόβλητα στα ούρα.
«Υπάρχει πολλή ουρία στο μητρικό γάλα και επειδή συνήθως αποβάλλεται από το σύστημα -και αυτός ο σημαντικός αποικιστής έχει την ικανότητα να την αποικοδομεί- σκεφτήκαμε ότι είναι πιθανό τα μικρόβια να χρησιμοποιούν αυτό το απόβλητο προϊόν ως πηγή αζώτου στο βρεφικό έντερο», λέει ο Sela.
Σε μια δημοσίευση το 2023 στο περιοδικό Gut Microbes, ο Sela περιγράφει πώς το B. infantis χρησιμοποιεί ουρία από το ανθρώπινο γάλα για να ανακυκλώσει το άζωτο στο μικροβίωμα του εντέρου του βρέφους. Η δημοσίευση θέτει τις βάσεις για την εφαρμογή αυτής της ανακάλυψης για τη βελτίωση της υγείας των βρεφών σε όλο τον κόσμο, εντοπίζοντας μοριακούς στόχους για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας του μεταβολισμού του αζώτου.
«Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε διατροφικές παρεμβάσεις και διαγνωστικά εργαλεία για την αντιμετώπιση της βρεφικής διατροφής, όχι μόνο στον δυτικό κόσμο, αλλά και στις αναπτυσσόμενες χώρες», λέει ο Sela. «Αν κατανοήσουμε καλύτερα πώς το μικροβίωμα συμβάλλει στη διατροφή, θα κατανοήσουμε καλύτερα πώς να παρέχουμε τροφή όχι μόνο σε υγιή βρέφη, αλλά και σε βρέφη που είναι πρόωρα ή έχουν μεγαλύτερη προδιάθεση για ασθένειες, ασθένειες και παθήσεις που είναι επιβλαβείς για την υγεία τους».
Μετά από χρόνια έρευνας, ο Sela και η ομάδα του έχουν καταφέρει να κατανοήσουν τη διαδικασία από μικροβιακής πλευράς, η οποία ήταν «ο πρωταρχικός στόχος του έργου».
Για να δοκιμάσουν την υπόθεσή τους, οι ερευνητές στο εργαστήριο του Sela, συμπεριλαμβανομένου του επικεφαλής συγγραφέα Xiaomeng You, μεταπτυχιακού βοηθού έρευνας, έδειξαν ότι τα βακτήρια B. infantis, όταν τρέφονταν με ουρία, ήταν σε θέση να τη χρησιμοποιήσουν ως πηγή αζώτου.
Στη συνέχεια, παρακολούθησαν το άζωτο της ουρίας με ένα σταθερό ισότοπο. «Ενσωματώνεται σε όλα τα είδη βακτηριακών προϊόντων που παράγουν τα βακτήρια και αυτό ήταν πραγματικά διορατικό», λέει ο Sela. «Μας δίνει την ισχυρότερη απόδειξη ότι τα βακτήρια χρησιμοποιούν το άζωτο της ουρίας για τον βασικό μεταβολισμό τους».
Το επόμενο βήμα είναι να εξεταστεί η διαδικασία στο ανθρώπινο σύστημα, «εξετάζοντας το μητρικό γάλα, την ανάπτυξη και εξέλιξη του βρέφους και τη λειτουργία του μικροβιώματος όσον αφορά την αξιοποίηση της ουρίας», λέει ο Sela. «Αν θέλουμε να μάθουμε την κλινική ή διατροφική σημασία στους ανθρώπους, πρέπει να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί στα μωρά. Υπάρχουν πολλά ανοιχτά ερωτήματα που δημιουργήσαμε από αυτή τη μελέτη και είμαστε ενθουσιασμένοι να παρακολουθήσουμε».
Περισσότερες πληροφορίες: Xiaomeng You et al, Bifidobacterium longum subsp. infantis utilizes human milk urea to recycle nitrogen within the infant gut microbiome, Gut Microbes (2023). DOI: 10.1080/19490976.2023.2192546.
